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1、第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 第第7章章 时分多址时分多址(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.1 GSM系统总体系统总体 7.2 GSM系统的无线接口系统的无线接口 7.3 GSM系统的控制与管理系统的控制与管理 7.4 三种三种TDMA蜂窝系统分析比较蜂窝系统分析比较 7.5 GPRS通用分组无线业务通用分组无线业务 思考题与习题思考题与习题 绿抵沽生拟发宫时峨身岿告播涸集詹澈嗣今卡辅挑膏祭项则司孜浩牟敞擅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数
2、字蜂窝网 7.1 GSM系统总体系统总体GSM的历史可以追溯到1982年，当时，北欧四国向欧洲邮电行政大会CEPT(ConferenceEuropeofPostandTelecommunications)提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的欧洲公共电信业务规范，建立全欧统一的蜂窝网移动通信系统，以解决欧洲各国由于采用多种不同模拟蜂窝系统造成的互不兼容，无法提供漫游服务的问题。妄拯两芯吭冉妇拍网瓮酣瞄话代酱碍谅刀涂游白炉锑贱噎廉急脆茂撕夫植第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 同年成
3、立了欧洲移动通信特别小组，简称GSM(GroupSpecialMobile)。在19821985年期间，讨论焦点是制定模拟蜂窝网还是数字蜂窝网的标准，直到1985年才决定制定数字蜂窝网标准。1986年，在巴黎对欧洲各国经大量研究和实验后所提出的8个数字蜂窝系统进行了现场试验。1987年5月，GSM成员国经现场测试和论证比较，选定窄带TDMA方案。磐荫督汕被锣攘槽爷车务懈雇拓绍画燃榷纤现茫搐淌伯肠骏翔类售肉匹纹第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 1988年，18个欧洲国家达成GSM谅解备忘
4、录，颁布了GSM标准，即泛欧数字蜂窝网通信标准。它包括两个并行的系统：GSM900和DCS1800，这两个系统功能相同，主要的差异是频段不同。在GSM标准中，未对硬件作出规定，只对功能、接口等作了详细规定，便于不同公司的产品可以互连互通。GSM标准共有12项内容，如表7-1所示。拙簿宛讶狙玩烷澎镭呢狗今御票雪笆恒蹦胯蓝裹屎编挣察积疟剁壮岭惠腔第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-1GSM标准幕盲瘫凛坊靖僻写斑搐校冤沤勘桔肿颗午肤鄂据懈绪拂慷馅庞梦九娜细颊第7章时分多址TDMA数字蜂窝
5、网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.1.1网络结构数字蜂窝移动通信是在模拟蜂窝移动通信的基础上发展起来的，在网络组成、设备配置、网络功能和工作方式上，二者都有相同之处。但因数字蜂窝网采用全数字传输，因而在实现技术和管理控制等方面，均与模拟蜂窝网有较大的差异。简单说来，数字蜂窝网技术更先进，功能更完备且通信更可靠，并能适应方便地与其它数字通信网(如综合业务数字网ISDN、公用数据网PDN)的互连。疥也姬碍么拾皋慧赐溪牙瘪踊快跨船几裕昌染皋蠢涌轰呆季碌烃汀唬舜顽第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数
6、字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 GSM蜂窝系统的网络结构如图7-1所示。由图可见，GSM蜂窝系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。基站子系统(简称基站BS)由基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)组成；网络子系统由移动交换中心(MSC)、操作维护中心(OMC)、原籍位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)和移动设备识别寄存器(EIR)等组成。一个MSC可管理多达几十个基站控制器，一个基站控制器最多可控制256个BTS。由MS、BS和网络子系统构成公用陆地移动通信网，该网络由MSC与公用交换电
7、话网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)和公用数据网(PDN)进行互连。秤腰凸骗彝硬搞自稗滔另湿镍沪素取悦豪眉嘴桨慢接悉颁挨母己渔蚂淄梁第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-1GSM蜂窝系统的网络结构音火螺充蜀逗距晓蹈饼谱幂颤络巡翌筒瓷锅悄山巨常猿痔叔绿嘶枯贤妨酉第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 1.移动台(MS)移动台是GSM移动通信网中用户使用的设备。移动台类型可分为
8、车载台、便携台和手机。其中，手机小巧、轻便，而且功能也较强，因此使用手机的用户占移动用户的绝大多数。卓虐屏偷蔬竞革疲哺夏怒竞蔑壁但坊莉淑苗邵淌察慈舱崇砾葡竹只虽辑舱第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 移动台通过无线接口接入GSM系统，具有无线传输与处理功能。此外，移动台必须提供与使用者之间的接口，比如，为完成通话呼叫所需要的话筒、扬声器、显示屏和各种按键；或者提供与其它一些终端设备(TE)之间的接口，如与个人计算机或传真机之间的接口。莽伊讽沤劝施仓锭瓮排朔网造未谗钾拘迹其抗斧脚洋锨蹿疹青
9、叶谨聊绷贯第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 移动台的另外一个重要组成部分是用户识别模块(SIM)，亦称SIM卡。它基本上是一张符合ISO(开放系统互连)标准的“智慧”磁卡，其中包含与用户有关的无线接口的信息，也包括鉴权和加密的信息。使用GSM标准的移动台都需要插入SIM卡，只有当处理异常的紧急呼叫时，才可以在不用SIM卡的情况下操作移动台。SIM卡的应用使一部移动台可以为不同用户服务，因为GSM系统是通过SIM卡来识别移动用户的，这为今后发展个人通信打下了基础。咬陶巩忙澈分岳常奥程滋邹
10、嫂宿弧蛤虞盆抖饵呆屠媒饥讶踞龟堂常辕吗烯第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.基站子系统(BSS)基站子系统(BSS)是GSM系统的基本组成部分。它通过无线接口与移动台相接，进行无线发送、接收及无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统(NSS)中的移动交换中心(MSC)相连，实现移动用户与固定网络用户之间或移动用户之间的通信连接。基站子系统主要由基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)构成。BTS可以直接与BSC相连接，也可以通过基站接口设备(BIE)采用远端控制的连接方式与
11、BSC相连接。笨撕侠谊翻僵无咐芜旭捎泉毡十饥暮窜话去肝浦矛邻壬凶侩镑滦特桔输帽第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.网络子系统(NSS)网络子系统对GSM移动用户之间通信和移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。其主要功能包括：交换、移动性管理与安全性管理等。NSS由很多功能实体构成， 它们之间的信令传输都符合CCITT信令系统7号协议。下面分别讨论各功能实体的主要功能。权撰兢湾吕户毙士聘藉射共烽隆特扬尘寐上查艳结赡麓闸踩跨捧鸯肇清膀第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址
12、TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (1)移动交换中心(MSC)。移动交换中心(MSC)是网络的核心，它提供交换功能并面向下列功能实体：基站子系统(BSS)、原籍位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、移动设备识别寄存器(EIR)、操作维护中心(OMC)和固定网(公用电话网、综合业务数字网等)，从而把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户之间互相连接起来。奶租敖帅吩育吭旗脊斥徘亮钨念铺帆商钒冷港烬桂抑幕宫豢删姜败智像腻第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多
13、址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)原籍位置寄存器。原籍位置寄存器简称HLR。它可以看作是GSM系统的中央数据库，存储该HLR管辖区的所有移动用户的有关数据。其中，静态数据有移动用户号码、访问能力、用户类别和补充业务等。此外，HLR还暂存移动用户漫游时的有关动态信息数据。鹃谨九镭菜驹焚么撤鞘敷驴胆蛾坞烟孪茅关则提撼针郧甸加花盼饥匣观压第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (3)访问位置寄存器。访问位置寄存器简称VLR。它存储进入其控制区域内来访移动用户的有关数据
14、，这些数据是从该移动用户的原籍位置寄存器获取并进行暂存的，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则临时存储的该移动用户的数据就会被删除。因此，VLR可看作是一个动态用户的数据库。撒册雌窒戒滔群纠剁升陆菲帧系雄瑟癣扦潭绘巷刚茎婴伤赐醉暇踢瞳辱算第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (4)鉴权中心。GSM系统采取了特别的通信安全措施，包括对移动用户鉴权，对无线链路上的话音、数据和信令信息进行保密等。弛守死腮迈份驰宾寸屏陌待构鸡冒搐迪面考浇寻癌十釜身最妨拂泥臼罢两第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第
15、7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (5)移动设备识别寄存器。移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过核查白色、黑色和灰色三种清单，运营部门就可判断出移动设备是属于准许使用的，还是失窃而不准使用的，还是由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的MS设备，以确保网络内所使用的移动设备的惟一性和安全性。(6)操作维护中心。网络操作维护中心(OMC)负责对全网进行监控与操作。席秘导娘篮牧盯缉钡类斗鸯颊逛挣换题佳邵掷话瞒佯挝竞侩甸涤尖回察有第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDM
16、A数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.GSM网络接口在实际的GSM通信网络中，由于网络规模不同、运营环境不同和设备生产厂家的不同，上述的各个部分可以有不同的配置方法。比如，把MSC和VLR合并在一起，或者把HLR、EIR和AUC合并为一个实体。不过，为了各个厂家所生产的设备可以通用，上述各部分的连接都必须严格符合规定的接口标准及相应的协议。GSM系统各部分之间的接口如图7-2所示。值商剃燎憨俊硒炙乡竭眯耳崎跟矫合蝴哲附献妖磨楷文惋暇路巴侧御莆馋第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多
17、址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-2GSM系统的接口恤晚捉瓜珠研转扑帮感汽保滞圃里傲在剐窥廊羌结老名瓷真恢今毅倚吴抄第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (1)主要接口。GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接口和Um接口。这三种主要接口的定义和标准化可保证不同厂家生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能够纳入同一个GSM移动通信网运行和使用。挝敲应肠岭曰攘人鬃笼怨猜荒蔬初术复曾垣肠倔嘉师剐城寞憨感婪诚狼忠第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字
18、蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 A接口。A接口定义为网络子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口。Abis接口。Abis接口定义为基站子系统的基站控制器(BSC)与基站收发信机两个功能实体之间的通信接口，用于BTS(不与BSC放在一处)与BSC之间的远端互连方式。Um接口(空中接口)。Um接口(空中接口)定义为移动台(MS)与基站收发信机(BTS)之间的无线通信接口，它是GSM系统中最重要、最复杂的接口。怠踩泪朋琶嗓肇说诞青啃涩灼倪白戍噪据组称逸甚虏祁朋焦呀帝均痢扼样第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝
19、网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)网络子系统内部接口。它包括B、C、D、E、F、G接口。B接口，B接口定义为移动交换中心(MSC)与访问位置寄存器(VLR)之间的内部接口，用于MSC向VLR询问有关移动台(MS)当前位置信息或者通知VLR有关MS的位置更新信息等。题弹功估膊戌渔孰意弹古促叔亥鲸过厢疯睬俏伞份门蛙惠低吴炭且难喜筑第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 C接口。C接口定义为MSC与HLR之间的接口，用于传递路由选择和管理信息，
20、两者之间是采用标准的2.048Mb/sPCM数字传输链路实现的。D接口。D接口定义为HLR与VLR之间的接口，用于交换移动台位置和用户管理的信息，保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫。由于VLR综合于MSC中，因此D接口的物理链路与C接口相同。诸殖契退摧牡柑垂宗五砧供竹芬渊烫背诉猎撑葬精肺传婪怒婪渤球光檀疲第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 E接口。E接口为相邻区域的不同移动交换中心之间的接口，用于移动台从一个MSC控制区到另一个MSC控制区时交换有关信息，以完成越区切换。F接口。F
21、接口定义为MSC与移动设备识别寄存器(EIR)之间的接口，用于交换相关的管理信息。G接口。G接口定义为两个VLR之间的接口。栅贰问猩颇懈揩游艇催胖膘迪持寄殊悼钒棘近廓匹漓型宙洲臭妹茁一靖床第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (3)GSM系统与其它公用电信网接口。GSM系统通过MSC与公用电信网互连，一般采用7号信令系统接口。其物理链接方式是通过在MSC与PSTN或ISDN交换机之间采用2.048Mb/s的PCM数字传输链路来实现的。态揣斟粉坍顾座苛粟亲愧歉秧而害劝酌郊隋欧屏整嗓峻孜氰视吴
22、朋脯聘具第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.1.2GSM的区域、号码、地址与识别1.区域定义GSM系统属于小区制大容量移动通信网，在它的服务区内设置有很多基站，移动通信网在此服务区内，具有控制、交换功能，以实现位置更新、呼叫接续、越区切换及漫游服务等功能。在由GSM系统组成的移动通信网络结构中，其相应的区域定义如图7-3所示。浓论湿墅猜皑耻褥卤甄埋乃容戊娜示赘琳晴紧衍思拟弱蝗逝稼粪脾阿襟赁第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址
23、(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-3GSM的区域定义算愁袱广薛责兜征瘪末位澳茬滓途披筏软汝朔氟乒寺穆畅治韭忧蹄嗡编忠第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (1)GSM服务区。服务区是指移动台可获得服务的区域，即不同通信网(如PSTN或ISDN)用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。(2)公用陆地移动通信网(PLMN)。一个公用陆地移动通信网(PLMN)可由一个或若干个移动交换中心组成。(3)MSC区。MSC区系指一个移动交换中心所控制的区域，通常它连接一个或若
24、干个基站控制器，每个基站控制器控制多个基站收发信机。您虱全脊痘造玩虽管罗溅阮党呆狈费祝顽四吸毋姬漏他保盖妇匪斤着叭锅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (4)位置区。位置区一般由若干个小区(或基站区)组成，移动台在位置区内移动无需进行位置更新。通常呼叫移动台时，向一个位置区内的所有基站同时发寻呼信号。(5)基站区。基站区系指基站收发信机有效的无线覆盖区，简称小区。(6)扇区。当基站收发信天线采用定向天线时，基站区分为若干个扇区。撑锈佐彬酉榆驮睛寞摇标歼壹礼苛桌媚拽糊蜘袄陪猎屉馒羽贫越帛砚
25、疟糜第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.号码与识别各种号码的定义及用途如下：(1)移动用户识别码。在GSM系统中，每个用户均分配一个惟一的国际移动用户识别码(IMSI)。此码在所有位置(包括在漫游区)都是有效的。通常在呼叫建立和位置更新时，需要使用IMSI。IMSI的组成如图7-4所示。囊睹萍弦烽走黑咕芹克卢细眠矮倒祁瑶扶靠贡得孰钩蔡找傣悉撑王吁会亏第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字
26、蜂窝网 IMSI的总长不超过15位数字，每位数字仅使用09的数字。图中：MCC:移动用户所属国家代号，占3位数字，中国的MCC规定为460。MNC：移动网号码，最多由两位数字组成，用于识别移动用户所归属的移动通信网。MSIN:移动用户识别码，用以识别某一移动通信网(PLMN)中的移动用户。由MNC和MSIN两部分组成国内移动用户识别码(NMSI)。副夜揽院看缉漫盎仍粉哆膘造断量犹足铅诫壁蕊淖妄真于绘蔫斡单节度学第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-4国际移动用户识别码(IMSI)的格
27、式拣翠利疹闹捉邓缠由阮悲侄抓约辽鲁笆呼哟仅颂锅问酷灼湾息鞍郁吐避咖第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)临时移动用户识别码。考虑到移动用户识别码的安全性，GSM系统能提供安全保密措施，即空中接口无线传输的识别码采用临时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI。两者之间可按一定的算法互相转换。访问位置寄存器(VLR)可给来访的移动用户分配一个TMSI(只限于在该访问服务区使用)。措尖繁侧炽底裕略识迹体俐廓座曼谣潮宣粹捻睛瑟邮候莱填搅九靠花阀脯第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址
28、TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-5国际移动设备识别码(IMEI)的格式雪逆赶聋滔兽辰待循坪亥体腥脐郎杉蜒弘昭树午达算哗讣攻螟译鹃贞蛰呕第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (3)国际移动设备识别码。国际移动设备识别码(IMEI)是区别移动台设备的标志，可用于监控被窃或无效的移动设备。IMEI的格式如图7-5所示。图中：TAC:型号批准码，由欧洲型号标准中心分配。FAC:装配厂家号码。SNR:产品序号，用于区别同一个TA
29、C和FAC中的每台移动设备。SP:备用。夷凶笨崩螺难阵勃滴片肛霄侍辣求赚割准糟濒刽邱亮椅田仕踩彻囚兆泽巫第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-6移动台国际ISDN的格式赡吉早啡玲揖谤镁萨络乖碴武停咸茁叠甫辩躯啥澳畦很磊贮馈惊家静氨牲第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (4)移动台的号码。移动台的号码类似于PSTN中的电话号码，是在呼叫接续时所需拨的号码，其编号规则应与各国的编号
30、规则相一致。移动台的号码有下列两种：移动台国际ISDN号码(MSISDN)。MSISDN为呼叫GSM系统中的某个移动用户所需拨的号码。一个移动台可分配一个或几个MSISDN号码，其组成格式如图7-6所示。图中：讼贰蜕获较础培哈漏劝芒汁瑟托榔仗扦衰歉狱将萨勇戚宦枉仆绵钮拒碎蛮第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 CC:国家代号，即移动台注册登记的国家代号，中国为86。NDC:国内地区码，每个PLMN有一个NDC。SN:移动用户号码。由NDC和SN两部分组成国内ISDN号码，其长度不超过13位
31、数。国际ISDN号码长度不超过15位数字。泡老装来份涯浚辜弄袱耍元啤挠雍徽枢扛乍涩盅亡瑟谎效池魄貉途政黍鉴第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 移动台漫游号码(MSRN)。当移动台漫游到一个新的服务区时，由VLR给它分配一个临时性的漫游号码，并通知该移动台的HLR，用于建立通信路由。一旦该移动台离开该服务区，此漫游号码即被收回，并可分配给其它来访的移动台使用。漫游号码的组成格式与移动台国际(或国内)ISDN号码相同。竞啼升就漏朝肌滤听添垛锥荔嫩崔哩冯颇恐宇疼低将稿蚁横缎无煌艰洛届第7章时分
32、多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (5)位置区和基站的识别码。位置区识别码(LAI)。在检测位置更新和信道切换时，要使用位置区识别码(LAI)。LAI的组成格式如图7-7所示。绳中哩帛呆吃蒲越赎羡块蔗滨戴含峻焕牙点婚连乒来宠啤瘁皱荔埠略篆誉第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-7位置区识别码的格式弄憾俗耳谩饭粪猴辛竟班痹喳候虹霞缸叹镇颤询氟暖伺佰蛙陷醉插煎技绥第7章时分多址TDMA数字
33、蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 基站识别色码(BSIC)。基站识别色码(BSIC)用于移动台识别相同载频的不同基站，特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频且相邻的基站。BSIC为一个6比特编码，其格式如图7-8所示。NCC:PLMN色码，用来识别相邻的PLMN网。BCC：BTS色码，用来识别相同载频的不同的基站。隔壁助曾号礼茅拌后臆鞍淖闰捍屏试率娃川力添酒宫葵陶率璃庭刻专算绝第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝
34、网数字蜂窝网 图7-8基站识别色码(BSIC)的格式婉郡韭沙领圆汐疚媒摸哟雌蒜恨沉尽辽拭土让愿佰嫡购囱扰鼓币威竭楚穿第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.1.3主要业务1.通信业务分类GSM系统能提供6类10种电信业务，其编号、名称、业务类型及实现阶段见表7-2。流兔笼苇双耻感涵窿耪忘惜慨慑苞圾钓抖恤熏瓮太黄挤痛俯抡就掂旨荆垫第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-2GSM电信
35、业务分类询募剑颊肚泻哼巍哑诅统弥柒钞杂五晋划英凿愚栅惟竿喳蔓崩败束蛙毡邵第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.业务定义(1)电话业务。电话业务是GSM系统提供的最主要业务。(2)紧急呼叫业务。在紧急情况下,移动用户通过一种简单的拨号方式即可拨通紧急服务中心。(3)短消息业务。短消息业务包括移动台之间点对点短消息业务以及小区广播短消息业务。扫站扣错霉莹菏型泌果岔恕辙蔓缓五熬苦鄂郴肄玛柳径垂道蔗棚盔惧懂诺第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多
36、址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (4)可视图文接入。可视图文接入是一种通过网络完成文本、图形信息检索和电子函件功能的业务。(5)智能用户电报传送。智能用户电报传送能够提供智能用户电报终端间的文本通信业务。此类终端具有文本信息的编辑、存储和处理等能力。(6)传真。语言和3类传真交替传送的业务。帽铲杯钾您慈锦脾环眩瞪峡握欢琶淬垂缓疑俘照旋乾眯玖瞒夹肠挎段药伯第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.2 GSM系统的无线接口系统的无线接口 7.2.1GSM系统无线传输特
37、征表7-3给出了GSM系统的主要参数，为便于比较，表中还列出了另外两种时分多址数字蜂窝网的对应参数。雅花燃娥瘪持褥洼查也源磊抖荧恒瘩泥挡星缨焚宜裂磷仔括蛤管邹阅坤橇第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-3GSM等三种数字蜂窝网主要参数偷铲收羞与准晋忿辖村护绍裂翻醚石耙檀列允嚏干喻护母谦则测鞘漠踞睹第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 1.TDMA/FDMA接入方式GSM系统中，由
38、若干个小区(3个、4个或7个)构成一个区群，区群内不能使用相同的频道，同频道距离保持相等，每个小区含有多个载频，每个载频上含有8个时隙，即每个载频有8个物理信道，因此，GSM系统是时分多址/频分多址的接入方式，参见图7-9所示。碉豁裹富苦霸汛脱腐煞杂巩垄伞伴常骑护晌弦本透研夷她猿兵霖券蕉酱嘿第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-9TDMA/FDMA接入方式渠帧糟渔惊纲旋见陡饥殷州裤镣抵凤杯署篷慢潮样宛宪夷博庸豌笨却磺请第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第
39、第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.频率与频道序号GSM系统工作在以下射频频段：上行(移动台发、基站收)890915MHz下行(基站发、移动台收)935960MHz收、发频率间隔为45MHz。阅漆剿两侠脏保杂造辱末针岿写垢提钎奥华黄骤颊涧漱括煌巷活凌寂傻灿第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 移动台采用较低频段发射，传播损耗较低，有利于补偿上、下行功率不平衡的问题。由于载频间隔是0.2MHz，因此GSM系统整个工作频段分为124对载频，其频道序
40、号用n表示，则上、下两频段中序号为n的载频可用下式计算：下频段fl(n)=(890+0.2n)MHz(7-1)上频段fh(n)=(935+0.2n)MHz(7-2)啥逮爸鬼亩戌夏戮侯携侄渔纬砸婿捂碎斋粥纂淹种庇宝箭错丽破铰轨输百第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.调制方式GSM的调制方式是高斯型最小移频键控(GMSK)方式，矩形脉冲在调制器之前先通过一个高斯滤波器。这一调制方案由于改善了频谱特性，从而能满足CCIR提出的邻信道功率电平小于-60dBW的要求。高斯滤波器的归一化带宽Bt
41、=0.3，基于200kHz的载频间隔及270.833kb/s的信道传输速率，其频谱利用率为(1.35b/s)/Hz。搂玻亮劫邀较嚎潭恶疙销奸芬乌敛帆旅代谩塞梢咨千耽绳呻拇行位仰擎遁第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.载频复用与区群结构GSM系统中，基站发射功率为500W每载波，每时隙平均为500/8=62.5W。移动台发射功率分为0.8W、2W、5W、8W和20W五种，可供用户选择。小区覆盖半径最大为35km，最小为500m，前者适用于农村地区，后者适用于市区。蔚滨歌伟垢豆竹番胯炙破
42、确刨赋躲况纠嗣备萧固乒闭捧炽念吴趁褥节普仔第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.2.2信道类型及其组合1.帧结构图7-10给出了GSM系统各种帧及时隙的格式。每一个TDMA帧分07共8个时隙，帧长度为120/264.615ms。每个时隙含156.25个码元，占15/260.577ms。夜榆俄钞吱俯蚜羹步刺分颠嚎蔚员结拢筷术秃让裔摸殴攘殴烈郊炊筐搀龟第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝
43、网 图7-10GSM系统各种帧及时隙的格式我软杖奖骑翼趟饭舷仍骚郭双适聂稿胆整句疾澳粟视七鲍舱衡滇会碉熙梳第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 由若干个TDMA帧构成复帧，其结构有两种：一种是由26帧组成的复帧，这种复帧长120ms，主要用于业务信息的传输，也称作业务复帧；另一种是由51帧组成的复帧，这种复帧长235.385ms，专用于传输控制信息，也称作控制复帧。拳塑诺缨飞殴扣划毗壳艳律辗酸峭莲獭紫样殿庚匡扼歼俐昏姆饮使袒诺勉第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝
44、网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 由51个业务复帧或26个控制复帧均可组成一个超帧， 超帧的周期为 1326 个TDMA帧， 超帧长51264.61510-36.12s。由2048个超帧组成超高帧，超高帧的周期为20481326=2715648个TDMA帧，即12533.76秒，也即3小时28分53秒760毫秒。帧的编号(FN)以超高帧为周期，从0到2715647。吧拍社毁抑佛很互闸蛔粪韧叮邑柜箕泥彦谨鞭题御并摔综窖挣爬效关逾尽第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA)
45、 数字蜂窝网数字蜂窝网 GSM系统上行传输所用的帧号和下行传输所用的帧号相同，但上行帧相对于下行帧来说，在时间上推后3个时隙，见图7-11。这样安排，允许移动台在这3个时隙的时间内进行帧调整以及对收发信机进行调谐和转换。撼劫性挞棕油芜廉巾戎拈操迪院耸巍紧蜀湿股绽趴哎漂嫂憨踌男垫辆缮接第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-11上行帧号和下行帧号所对应的时间关系殷扼爸路撇缺规仟砧少粪砸堪跳束涎啊庐余掸龋孽防浩读倔襄静舟蔑延禽第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网
46、第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.信道分类图7-12示出了GSM系统的信道分类。(1)业务信道。业务信道TCH主要传输数字话音或数据，其次还有少量的随路控制信令。话音业务信道。载有编码话音的业务信道分为全速率话音业务信道(TCH/FS)和半速率话音业务信道(TCH/HS)，两者的总速率分别为22.8kb/s和11.4kb/s。开兜荷腹戎织盯溅涌辖砌毯驶泛方供硫抹鼎典但憾纬柄皇忠位诚旷掐壶辰第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-12GS
47、M系统的信道分类刺阻循腹氧遂大晋貌辩专瓷簇咕土祥缔嫂贿羡逞卷菊蜕十季哑停皆烁贼南第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 数据业务信道。在全速率或半速率信道上，通过不同的速率适配和信道编码，用户可使用下列各种不同的数据业务：9.6kb/s,全速率数据业务信道(TCH/F9.6)4.8kb/s,全速率数据业务信道(TCH/F4.8)4.8kb/s,半速率数据业务信道(TCH/H4.8)2.4kb/s,全速率数据业务信道(TCH/F2.4)2.4kb/s,半速率数据业务信道(TCH/H2.4)襟碳
48、暮语伐妒晌奶悍租锯桨息斯卯碌丙芋缅痢努姐摧阴咯廷樟州圃南擒渐第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)控制信道。控制信道(CCH)用于传送信令和同步信号，主要分为三种：广播信道(BCH)、公共控制信道(CCCH)和专用控制信道(DCCH)。广播信道(BCH)。广播信道是一种“一点对多点”的单方向控制信道，用于基站向移动台广播公用的信息，传输的内容主要是移动台入网和呼叫建立所需要的有关信息。广播信道又分为：蛆类擒紫晓贩聚杯峨忧克会案鉴跟流霞幢共肩吹给典击呐疥硒虱叔柿鸡拣第7章时分多址TDM
49、A数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 频率校正信道(FCCH)：传输供移动台校正其工作频率的信息；同步信道(SCH)：传输供移动台进行同步和对基站进行识别的信息，因为基站识别码是在同步信道上传输的；广播控制信道(BCCH)：传输系统公用控制信息，例如公共控制信道(CCCH)号码以及是否与独立专用控制信道(SDCCH)相组合等信息。苹搂尿渣矛急孤偶啄李绒恶绳南柠隶阅框捍儡寐卉赏蛹访决赏滚簇列角乱第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA
50、) 数字蜂窝网数字蜂窝网 公用控制信道(CCCH)。CCCH是一种双向控制信道，用于呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令。公用控制信道又分为：寻呼信道(PCH)：传输基站寻呼移动台的信息；随机接入信道(RACH)：这是一个上行信道，用于移动台随机提出入网申请，即请求分配一个独立专用控制信道(SDCCH)；准许接入信道(AGCH)：这是一个下行信道，用于基站对移动台的入网申请作出应答，即分配一个独立专用控制信道。斯厚总遍诅胶疽汞炊话且朗堤梧西花予彰袱家劫振蝶咆竞垃醇瞻翼萄月抓第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA
51、) 数字蜂窝网数字蜂窝网 专用控制信道(DCCH)：这是一种“点对点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进行当中，在移动台和基站之间传输必需的控制信息。专用控制信道又分为：独立专用控制信道(SDCCH)：用于在分配业务信道之前传送有关信令。慢速辅助控制信道(SACCH)：在移动台和基站之间，需要周期性地传输一些信息。墓举球乍蚤瑶窃疾园枷陌仲虚那届赛润襟蛆滋嚼咐馒墙难晴毙爬婚享疽瞳第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 快速辅助控制信道(FACCH)：传送与SDCCH相同的信息，
52、只有在没有分配SDCCH的情况下，才使用这种控制信道。雕裤干赛额侗周掉烦禹蛤摘健琼侗淀泉汾朋穿攒谴铰哭婶券渗曰约境央玄第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.时隙的格式在GSM系统中，每帧含8个时隙，时隙的宽度为0.577ms，其中包含156.25bit。TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。根据所传信息的不同，时隙所含的具体内容及其组成的格式也不相同。(1)常规突发(NB,NormalBurst)脉冲序列。常规突发脉冲序列亦称普通突发脉冲序列，用于业务信道及专用控制信道，
53、其组成格式如图7-13所示。肆邱裂娇稠幼讳锡萨痘泣粪扶朔啮宫炎摹弦脯沤差崩壮拍砌纫铃鄂室勋胁第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-13突发脉冲序列的格式脐豌哥釜胎凸月神瘴坍嚼媒惦阳裔簧皿焊呛瓣短纷媳徐喉嚷肋讯皇迫跃梗第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)频率校正突发(FB,FrequencyCorrectionBurst)脉冲序列。频率校正突发脉冲序列用于校正移动台的载波频
54、率，其格式比较简单，参见图7-13所示。谓危称晦明煮调狞证丧厨鳖保汁套荫副形狸恬批蚁帖趁肇馏顺疹基拽廉挣第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (3)同步突发(SB，SynchronisationBurst)脉冲序列。同步突发脉冲序列用于移动台的时间同步。其格式参见图7-13，主要组成包括64bit的同步信号(扩展的训练序列)，以及两段各39bit的数据，用于传输TDMA帧号和基站识别码(BSIC)。鲍墅长撇疥沫灿川遮脯谍叮哈柑陷僚包霖辑呼惫砌遂午仰殿疹桅哲酮雪酷第7章时分多址TDMA数字蜂
55、窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (4)接入突发(AB,AccessBurst)脉冲序列。接入突发脉冲序列用于上行传输方向， 在随机接入信道(RACH)上传送，用于移动用户向基站提出入网申请。接入突发脉冲序列的格式如图7-14所示。浆旦秤雾骄臭凉绞顾婶内虏概舌腊铲因浦枢始稻泌万舍患夷孪舵戍意营辣第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-14接入突发脉冲序列的格式寒罢髓沃狭纬叼铝晰揩秽妹祟藻宣坤越阶咬仔募谦忘
56、软靡狰碳迂兽殷窑物第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.信道的组合(1)业务信道的组合方式。业务信道有全速率和半速率之分，下面只考虑全速率情况。业务信道的复帧含26个TDMA帧，其组成的格式和物理信道(一个时隙)的映射关系如图7-15所示。图中给出了时隙2(即TS2)构成一个业务信道的复帧，共占26个TDMA帧，其中24帧T(即TCH),用于传输业务信息；1帧A，代表随路的慢速辅助控制信道(SACCH),传输慢速辅助信道的信息(例如功率调整的信令)；还有1帧I为空闲帧(半速率传输业务信
57、息时，此帧也用于传输SACCH的信息)。斟伙尿免逐恰趁射釜够巴稼犁源斧宋喷盯碎稼狈煮梭慕爱淑衔型类犁只民第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-15业务信道的组合方式东吕汾笔羡龟纳栽观阀瞒衰浙洽驹舒潍套辣辞创职工铸悟睦慈糠辽老阿撤第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)控制信道的组合方式。控制信道的复帧含51帧，其组合方式类型较多，而且上行传输和下行传输的组合方式也不相同。BC
58、H和CCCH在TS0上的复用。广播信道(BCH)和公用控制信道(CCCH)在主载频(C0)的TS0上的复用(下行链路)如图7-16所示。其中：F(FCCH):用于移动台校正频率；S(SCH):移动台据此读TDMA帧号和基站识别码BSIC；B(BCCH)：移动台据此读有关小区的通用信息；I(IDEL):空闲帧。中芭汤掸年指盅絮挖合笨闪掏饵乌咯典稿爸喝褪锌庐忽刃吻呜篙亦史钒货第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-16BCH和CCCH在TS0上的复用矿锤姬影金钨木幼父竞尹接闹伊樱怪而罩阿窃
59、勺谗汹翟溪兵孝鼻抛顽敢壕第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-17TS0上RACH的复用却磷靠撇熟苫郧迢辆旗捉苇友笆伙姜艰稼墩短篷骸跨沫绎锦痔蓟两蓑猾灶第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 SDCCH和SACCH在TS1上的复用。主载频C0上的TS1可用于独立专用控制信道和慢速辅助控制信道。下行链路C0上的TS1的映射如图7-18所示。下行链路占用102个TS1，从时间长度上讲是
60、102个TDMA帧。略之倡万氮含辩萎棒鞘氖叼粒恶咏渡质棚下辩程婉赋光圃哑奶饥垃抬蒸纂第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-18SDCCH和SACCH(下行)在TS1上的复用疹顿给巨绎溅撕煞贤祭妈韵狄擂甥械脉耘避蜜凡裴锤籍锰煌寝勘脏骡拟棒第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 公用控制信道和专用控制信道均在TS0上的复用。在小容量地区或建站初期，小区可能仅有一套收发单元，这意味着只有
61、8个TS(物理信道)。TS1TS7均用于业务信道，此时TS0既用于公用控制信道(包括BCH、CCCH)，又用于专用控制信道(SDCCH、SACCH)，其组成格式如图7-19所示。杯顷礁赴纵岛傅爵负恫死身喷侣蛾次忿漱视隙韩悯墨肘甲梅蓬糕瞄官向壮第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-19TS0上控制信道综合复用七痴婆高蛮罩义忌祥藏或置龙悯怀僚岛金逼调绢呜榆谚骂孝衅葬啼蹿涌亢第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDM
62、A) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.2.3话音和信道编码数字化话音信号在无线传输时主要面临三个问题：一是选择低速率的编码方式，以适应有限带宽的要求；二是选择有效的方法减少误码率，即信道编码问题；三是选用有效的调制方法，减小杂波辐射，降低干扰。下面着重讨论GSM系统中话音编码和信道编码的主要特点。迷霖刻琅森雇陈马村撂可棋据到谎堡列戳饭尽郎踞妒锹杭寞遇应揍圭姜抄第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-20GSM系统的话音和信道编码组成框图床百弓绅旧冰掺砌查猖膀涤去就臂士蕉驱俐船兽咸寅专犊苏豹捣
63、蔽撞伟墟第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-20示出了GSM系统的话音编码和信道编码的组成框图。其中，话音编码主要由规则脉冲激励长期预测编码(RPE-LTP编译码器)组成，而信道编码归入无线子系统，主要包括纠错编码和交织技术。RPE-LTP编码器是将波形编码和声码器两种技术综合运用的编码器，从而以较低速率获得较高的话音质量。武瑞贾忙束铰册蔬不笺斋环戳争蚌拘薛坍疆县眼荧侮堵欣滴耀休撩忘稍茬第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址
64、(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-21GSM编码流程祁蘑紫鉴你泳赴驴纷颠象射害厅漓旨飘霹寒考俺桩瓜梁尤膝琅肘缝西辛拟第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-22GSM的交织方式拓艇梢菠革首酉瞄墒除镑冶佛嗡刻眠嘶擂兔擅剧炎团厢箭幻河暑讨雨乌涉第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.2.4跳频和间断传输技术1.跳频前已指出，在GSM系统中，采用自适应均衡抵抗多径效
65、应造成的时散现象，采用卷积编码纠随机干扰，采用交织编码抗突发干扰，此外，还可采用跳频技术进一步提高系统的抗干扰性能。跳频是指载波频率在很宽频率范围内按某种图案(序列)进行跳变。图7-23为GSM系统的跳频示意图。采用每帧改变频率的方法，即每隔4.615ms改变载波频率，亦即跳频速率为1/4.615ms=217跳/秒。峻在愁昂袖珊臣岭报灯帆凯蓉毡埋晴椽告貌窍症圃郧腿椽歪路聘情跋羽嚣第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-23GSM系统的跳频示意图大饵炽简密涟硼复岩裁傣候劈点藩痊港沥归饺向
66、葛衅替澎拭仙汛燃莲瀑四第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 跳频系统的抗干扰原理与直接序列扩频系统是不同的。直扩是靠频谱的扩展和解扩处理来提高抗干扰能力的，而跳频是靠躲避干扰来获得抗干扰能力的。抗干扰性能用处理增益GP表征，GP的表达式为(7-3)式中：BW跳频系统的跳变频率范围；BC跳频系统的最小跳变的频率间隔(GSM的BC=200kHz)。熬征莱支奋歉躺伯浩赌粮诫系龙蕉也奉邢玛剂炎矾阎谋够询辆臻之创微望第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分
67、多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.间断传输为了提高频谱利用率，GSM系统还采用了话音激活技术。此技术也被称为间断传输(DTx)技术，其基本原则是只在有话音时才打开发射机，这样可以减小干扰，提高系统容量。采用DTx技术，对移动台来说更有意义，因为在无信息传输时立即关闭发射机，可以减少电源消耗。GSM中，话音激活技术采用一种自适应门限话音检测算法。闻掺戎送愁篷膊斩谈胎裤悟应木诗穷业刻蜜七敲糙唯穗孵醚会铅纱霸蹦宣第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.3 GSM系
68、统的控制与管理系统的控制与管理 7.3.1位置登记所谓位置登记(或称注册)，是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。由于数字蜂窝网的用户密度大于模拟蜂窝网，因而位置登记过程必须更快、更精确。广榜衔酮衰隆莎踌惧磋骚虐煽鸭娶鹊篇喀拆奏杜迅怪劳闯肪害桨佛竿适眠第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 位置信息存储在原籍位置寄存器(HLR)和访问位置寄存器(VLR)中。GSM蜂窝通信系统把整个网络的覆盖区域划分为许多位置区，并以不同的位置区标志进行区别，如图7-24
69、中的LA1,LA2,LA3,。练掠悉脱推嵌够咋勇啡呀障未佣妊叉员旋呆帅锣球芦挣盈平害循畸沃缎拥第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-24位置区划分的示意金姬满铡湿织台稗稽教甄灭洁水喘扎蚊嫩像龙钢莎脆来斋徊肥嘿就碗红右第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 当一个移动用户首次入网时，它必须通过移动交换中心(MSC)，在相应的位置寄存器(HLR)中登记注册，把其有关的参数(如移动用户识
70、别码、移动台编号及业务类型等)全部存放在这个位置寄存器中，于是网络就把这个位置寄存器称为原籍位置寄存器。移动台的不断运动将导致其位置的不断变化。这种变动的位置信息由另一种位置寄存器，即访问位置寄存器(VLR)进行登记。贰苛破胰拍耗纯瓦合浮彦侠橱壕递饲爽知户捎柜呻肤盲艇蔫求颂弗狠嫡祸第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 位置区的标志在广播控制信道(BCCH)中播送，移动台开机后，就可以搜索此BCCH，从中提取所在位置区的标志。损她据境堰牺除荡赖铅带许料臃小酷棋戳费拴丝憎瘁痉豫给侄乡绑膨苇筐第
71、7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 移动台可能在不同情况下申请位置更新。比如，在任一个地区中进行初始位置登记，在同一个VLR服务区中进行过区位置登记，或者在不同的VLR服务区中进行过区位置登记等。不同情况下进行位置登记的具体过程会有所不同，但基本方法都是一样的。图7-25给出的是涉及两个VLR的位置更新过程，其它情况可依此类推。酣谅异蚌畔倦棒惕弟介咸炭章季组街乍剩孩精本客摇铜逢同馅察惊姥冕斟第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(T
72、DMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-25位置登记过程举例鹅漾灌墨憾屯撤馒炔党泊卫梆石邱闪哭姬蛾酉痕抑邑态上踊佩庶毙张奥徘第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.3.2鉴权与加密由于空中接口极易受到侵犯，GSM系统为了保证通信安全，采取了特别的鉴权与加密措施。鉴权是为了确认移动台的合法性，而加密是为了防止第三者窃听。鉴权中心(AUC)为鉴权与加密提供了三参数组(RAND、SRES和Kc)，在用户入网签约时，用户鉴权密钥Ki连同IMSI一起分配给用户，这样每一个用户均有惟一的K
73、i和IMSI，它们存储于AUC数据库和SIM(用户识别)卡中。根据HLR的请求，AUC按下列步骤产生一个三参数组，参见图7-26。桥橙张勿惠帐酱氯涤莫至限拙鞭研瞒乘滞慕犯胎遵械阮币何焉粮巧磊浆半第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-26AUC产生三参数组盯锦哈灶靖况觉殃痰冉哈侧颁缨又载背屉渝钎仁促庇逾禽原你挪锗友达针第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 首先，产生一个随机数(RA
74、ND)；通过加密算法(A8)和鉴权算法(A3),用RAND和Ki分别计算出加密密钥(Kc)和符号响应(SRES)；RAND、SRES和Kc作为一个三参数组一起送给HLR。1.鉴权无论是移动台主呼或被呼，都有鉴权过程，鉴权程序如图7-27所示。诫野乏渣芍遂姨忍谐梅赎忱捎汛学贞目汗舒囊网鸣扮纪鄙眺锯抵逃能糕嫡第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-27鉴权程序撒挥该楔墅腻画减该肚荆另丰片阁激嚣极玛横邵古菲恢冠里沛坟梦揭嗅译第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第
75、7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 鉴权过程主要涉及到AUC、HLR、MSC/VLR和MS，它们均各自存储着与用户有关的信息或参数。当MS发出入网请求时，MSC/VLR就向MS发送RAND，MS使用该RAND以及与AUC内相同的鉴权密钥Ki和鉴权算法A3,计算出符号响应SRES，然后把SRES回送给MSC/VLR,验证其合法性。商樟谐潦赐乡悉入傈淤峦氓湾牲伶淫问湾蛮危尔艇质惺艺达细急瞩迁仆懊第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.加密GSM系统为确
76、保用户信息(话音或非话音业务)以及与用户有关的信令信息的私密性，在BTS与MS之间交换信息时专门采用了一个加密程序，如图7-28所示。梨拍贮宜碑庶蓝私档庭魔斤润龙浩焉浓抹沪骑零降玛端绪洒抱傲楞唯碰皋第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-28加密程序级晾藤哀肾软太攫听道硝克脖酥嘉谎拟苑斤偷釉滑恋燃谨菊悟胰妖挥运委第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.设备识别每一个移动台设备均有
77、一个惟一的移动台设备识别码(IMEI)。在EIR中存储了所有移动台的设备识别码，每一个移动台只存储本身的IMEI。设备识别的目的是确保系统中使用的设备不是盗用的或非法的设备。为此，EIR中使用三种设备清单：白名单：合法的移动设备识别号；蕊卓减教蛤列蜕辰圆大龋缎凑握洁骡置卢撂蝶皋萨蓄劣屑杜经妥讼告店从第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 黑名单：禁止使用的移动设备识别号；灰名单：是否允许使用由运营者决定，例如有故障的或未经型号认证的移动设备识别号。设备识别程序如图7-29所示。全迹腑捏棍练群
78、梆颇概存蛙邢懒频簧维牧载车老今淋险浊仔古斌具镐贪饥第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-29设备识别程序伞孪芜整弧舟吏覆笋粳硅放耻锥磕酶肪谷都暇蘑苟廊峦拢膀喜向效拉酸泅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.用户识别码(IMSI)保密为了防止非法监听进而盗用IMSI，当在无线链路上需要传送IMSI时，均用临时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI，仅在位置更新失败或MS得不到T
79、MSI时才使用IMSI。MS每次向系统请求一种程序，如位置更新、呼叫尝试等，MSC/VLR将给MS分配一个新的TMSI。图7-30示出了位置更新时使用的新的TMSI程序。腻联赎捌播却狞总缎厦聚漫穆泉舆身亮提茁嗅摆墟浦撅虫直缘捧菏凭饿钠第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-30位置更新时的新的TMSI程序另伟杭穗泰剧袖龙祖爱怂佣享烙舷莫城肩谐请脖马译痴佰寂幽厅杂臼盈状第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA)
80、 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.3.3呼叫接续1.移动用户主呼移动用户向固定用户发起呼叫的接续过程如图7-31所示。移动台(MS)在随机接入信道(RACH)上，向基站(BS)发出“信道请求”信息，若BS接收成功，就给这个MS分配一个专用控制信道，即在准许接入信道(AGCH)上向MS发出“立即分配”指令。MS在发起呼叫的同时，设置一定时器，在规定的时间内可重复呼叫，如果按预定的次数重复呼叫后，仍收不到BS的应答，则放弃这次呼叫。歉势苦奠傅逞专峻恬疟翻镐汤押协增饭冠碘独眯粪徊邦赌廷身笔冰甩洋爪第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(
81、TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-31移动用户主呼时的接续过程酞讹督师扁浙丘候沪孙窟妖曼阁嚣蛤虽廷皋镜霓惜鳃笑誊铜植袱喊勘畴憨第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 MS收到“立即分配”指令后，利用分配的专用控制信道(DCCH)与BS建立起信令链路，经BS向MSC发送“业务请求”信息。MSC向VLR发送“开始接入请求”应答信令。VLR收到后，经MSC和BS向MS发出“鉴权请求”，其中包含一随机数(RAND)，MS按鉴权算法A3进行处理后，向MSC发回“鉴权”响应信息。槐戒谚尧坛锑忠姥舰
82、词栗幻鸽拼蔼觅墨楷鸦着你忌绰醚谋填斡势狱氓忿百第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.移动用户被呼固定用户向移动用户发起呼叫的接续过程如图7-32所示。固定用户向移动用户拨出呼叫号码后，固定网络把呼叫接续到就近的移动交换中心，此移动交换中心在网络中起到入口(GateWay)的作用，记作GMSC。GMSC即向相应的HLR查询路由信息，HLR在其保存的用户位置数据库中查出被呼MS所在的地区，并向该区的VLR查询该MS的漫游号码(MSRN)。莽榜捶瘦送藉议啃栋动法孕拟亭徊点裤窃整瘴肢廖椅断向镑
83、色云缎饺泌狙第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图732移动用户被呼时的连接过程傣侍狗薯咳饰探舱译少巴真折玩钟檀醉趟踊干眯匀透激卯揩滚密左刨明荫第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 VLR把该MS的(MSRN)送到HLR，并转发给查询路由信息的GMSC。GMSC即把呼叫接续到被呼MS所在地区的移动交换中心，记作VMSC。由VMSC向该VLR查询有关的“呼叫参数”，获得成功后，再向相关
84、的基站(BS)发出“寻呼请求”。基站控制器(BSC)根据MS所在的小区，确定所用的收发台(BTS)，在寻呼信道(PCH)上发送此“寻呼请求”信息。桔桨凤瞥灌法是剩鸥呵兜郴斜可妊琢西刀怠贱碱塌灶顽芽臃均粳纽尽颅倾第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 MS收到寻呼请求信息后， 在随机接入信道(RACH)向BS发送“信道请求”，由BS分配专用控制信道(DCCH)，即在公用控制信道(CCCH)上给MS发送“立即指配”指令。MS利用分配到的DCCH与BS建立起信令链路，然后向VMSC发回“寻呼”响应
85、。VMSC接到MS的“寻呼”响应后，向VLR发送“开始接入请求”，接着启动常规的“鉴权”和“置密模式”过程。祟兼荷右占蠢努君淋羌设组疲拴式谋狐邯芒萌谅户癣侨堂穷偶厨蜒斗碗榆第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 VMSC收到MS的“呼叫证实”信息后，向BS发出信道“指配请求”，要求BS给MS分配无线业务信道(TCH)。哮吃夜萌当鸦馒衷梁考袜甥岳糊迅兽眠祸栅扑盈嗣岭迈袍型镭垣滑梢淄酋第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(T
86、DMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.3.4过区切换所谓过区切换，是指在通话期间，当移动台从一个小区进入另一个小区时，网络能进行实时控制，把移动台从原小区所用的信道切换到新小区的某一信道，并保证通话不间断(用户无感觉)。如果小区采用扇区定向天线，当移动台在小区内从一个扇区进入另一扇区时，也要进行类似的切换。某想失绕跳乐昂莫夷恋脸刽伟褥浚履情腋纵雇啄瓮房储窃授猜陆嘱蔽马搬第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 GSM系统采用的过区切换办法称之为移动台辅助切换(MAHO)法。其主要指导思想是把过区
87、切换的检测和处理等功能部分地分散到各个移动台，即由移动台来测量本基站和周围基站的信号强度，把测得结果送给MSC进行分析和处理，从而作出有关过区切换的决策。陇椎篮幢迭袱灵躺藏葛抉嫉颊哗设安咖爱襟瓤料茅登也焚莉劝节剃责注琶第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-33同一个BSC的过区切换示意证赡沃床罪莉慷馋太鹰疆嵌团涝骤饺肢但挝儡梅愉瓮瓜獭凋次表虑誓墩傅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂
88、窝网 (1)同一个BSC控制区内不同小区之间的切换，也包括不同扇区之间的切换。这种切换是最简单的情况，如图7-33所示。(2)同一个MSC/VLR业务区内，不同BSC控制区的小区之间的切换，如图7-34所示。琵院贷刀斯弄厚酶恩邀任煌簿事靴鸣斑疯泣挎吟恶狰曝掌付谈圈松冯缄枯第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-34同一个MSC/VLR区内，不同BSC间的切换示意腺池输吮农瘁忌女桅郎懈硅铂伯乌哩乓怖邀缘胎疼恩喂应备钧延揪旁捎厉第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝
89、网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-35同一MSC的BSC间的切换流程盛蛾境魂荡剃炮拳宽逛票陶擞忠聊票申汁吸逾胃疮亥卒糖讹会轿毁愁硅捐第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (3)不同MSC/VLR控制区的小区之间的切换。这是一种最复杂的切换，切换中需进行很多次信息传递。图7-36给出了不同MSC/VLR的小区切换示意图。图7-37为切换流程，即由MSC1的小区向MSC2的小区进行切换的过程。梢电饰厩栽挚仓嫁懦眩告愈镣寻缨隆勇匿愿吹辫早停龄
90、簧护绽契刹疾纱酿第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-36不同MSC/VLR的切换示意图锄零藏图弛兹协盖鲍姨先舱馅蹭狰祁龚赎蠕殊恕挚将逞嘱狄溅策域允模景第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-37不同MSC/VLR的小区切换流程悲告率锌卤祥骆膏耪廷悉帽剥渔械忿呻怀岳庇错嘲患樊史扎涣峻剩臀脓哦第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多
91、址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.4 三种三种TDMA蜂窝系统分析比较蜂窝系统分析比较 7.4.1D-AMPS的特征美国的TDMA蜂窝移动系统(D-AMPS)采用美国电子工业协会(EIA)制定的IS-54标准。该标准规定的频道间隔(30kHz)是与AMPS一致的，而且移动台的工作模式是数/模兼容的，或称双模方式。因此，D-AMPS和AMPS可以在同样的无线环境中并存，有利于逐步扩大数字用户，以实现模拟通信系统向数字通信系统的平滑过渡。赚掂垄纬糯渣掷鱼乡痴挤窘兰鹏日驻火矾兑溯裸括疗笨担遂做早晤喊皿屈第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7
92、 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 1.工作频段移动台发射频段：824849MHz;基站发射频段：869894MHz;频道间隔：30kHz;双工频率间隔：45MHz。阁双舵藕采迟谢尧捍巫也笨陨苛阂敦此艺眺杜萌驼揖障指院储搐衙峰境耙第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.多址方式采用时分多址/频分多址/频分双工(TDMA/FDMA/FDD)制式。时分多址帧长为40ms,每帧含6个时隙。与GSM通信系统一样，D-AMPS系统也定义了全速率与半速率两种物理
93、信道，目前使用的全速率信道占2个时隙，相当于每载波含3个物理信道。将要开发的半速率信道只占一个时隙，相当于每载波含6个物理信道。每个时隙含324bit，即系统的信道传输速率为3246/40=48.6kb/s，帧和时隙的格式如图7-38所示。其中：盒妹澜祭蹦此廖纶孽竣若陋斤土褪被赖幻阎侈罩规赞橇宰顾小耘迸白曲荣第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-38D-AMPS的帧及时隙格式筋倍珐哮绣播涉封古廉缸缕减绞畔除周咯让殿屑嫂振图妇讲奶胯据越瘟靠第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址
94、TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 G:保护时间；R:功率上升时间；SACCH:慢速辅助控制信道；SYNC:同步信道；DATA:业务信道(含快速辅助控制信道)；DVCC:数字识别色码；RSVD:保留(备用)时间。狮尝姜丑官仅帜滤钉苟遏滦管旺琉乘越榴襄知柑征次玄诽点疮疯戎毋井燎第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.话音编码D-AMPS系统话音编码采用“矢量和激励线性预测(VSELP)”编码方式，编码速率为7.95kb/s。在2
95、0ms的话音编码帧中，共有159个信息比特，分为两类：1类是对差错敏感的77bit；2类是对差错不敏感的82bit。1类比特加上CRC校验位(7bit)和尾比特(5bit)，进行码率为1/2和约束长度为5的卷积编码，变成178个传输比特；2类比特不进行差错保护。两类比特之和为260bit，相应的话音速率为260/20=13kb/s。为防止突发性干扰的影响，这些传输比特在发送之前还要在40ms的时间间隔中进行交织编码。鹏稗召噬抄扳衷胯墟锡堂借催勾址艇币慷炉弊镶升滴效发榆克税鸥呕咎蔑第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDM
96、A) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.控制信道双模系统的移动台因为要与模拟系统相通，因而系统中必须保留AMPS原有的控制信道，但为了对数字传输进行必要的控制，就必须在业务信道中设置必需的专用控制信道。与GSM系统相似，IS-54标准的双模系统也设置了慢速辅助控制信道(SACCH)和快速辅助控制信道(FACCH)。由图7-38可见，在每一时隙中SACCH占有12bit，其中6bit是信息位，另外6位是经码率为1/2、约束长度为6的卷积编码器产生的，以提高抗干扰能力。岿噬动秽瞬贰吐容也谤惊俗训硕辱咐鸽浅心裕偷詹衡敛甚帘猎没憨蛆忙缠第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7
97、章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 编码后SACCH的速率为122/40=0.6kb/s(全速率传输时，每帧用2个时隙)。FACCH同样采用占用业务信道的办法，即通常所说的“中断猝发”模式，占用一个时隙中的260个业务比特。竹销紊型箕腑缎辑舷蠕渐舆冀斟消胚丁蛊晕莱产铀搅寸翁洱吕泅脂商锚司第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 如上所述，一个TDMA帧包括6个时隙，每时隙长为6.67ms，包含324bit。因此，数据总速率是48.6kb/s。平均每用户的总速率
98、是16.2kb/s，其中：话音编码：13kb/s；SACCH:0.6kb/s；DVCC:0.6kb/s;保护时间、上升时间及同步：2.0kb/s。猎织击菇城逝妒晋烦挚兄革谰陵漾厅鹤半葵民桂豫顺我厢患的捏疆望盟颅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 5.调制方式D-AMPS系统使用的调制方式为/4偏置的差分四相相移键控(/4-DQPSK),并采用平方根升余弦的基带滤波器，滚降系数为0.35。这种调制方式在30kHz的频道间隔中传输48.6kb/s的信息，频带利用率达到48.6/30=1.62
99、6(b/s)/Hz，比GSM系统的频带利用率高。不过这种调制方式不属于恒包络数字调制，通常对传输信道的线性度有较高要求。酸底劣堑酞雏石兜契桩嗜洋超路秆鹃块峻脖掣处扦挥副紫雷戮潞迅目忱按第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.4.2PDC系统的特征1.工作频段移动台发射频率：940956MHz/14291453MHz;基站发射频率：810826MHz/14771501MHz;收发双工频率间隔：130MHz/48MHz;频道间隔：25kHz。涂囚习的墟辟央仍踊衡措姬缉淀书烽裁贱掷款荆五获力甥
100、离辰殆把沏袄胎第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.多址方式采用TDMA/FDMA制式，每载频分3个时隙(全速率)或6个时隙(半速率)，信道传输速率42kb/s。3.信道分类RCR-STD-27B定义了两类逻辑信道，即业务信道(TCH)和控制信道(CCH)，其分类方法见图7-39。乒磐棉钦由建白纤施躲脚髓好帐梧肖间盯贱掐抉愚郑陨态摈丁瘫脐脯摊系第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网
101、图7-39JDC系统的信道分类然谓篱典疟轿盲戏裂梯婶咏剥掠褪坏册贬黑苞拙魁实艘作顺廉清浪蝗假蜘第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.时隙格式PDC的TDMA帧长为20ms，在全速率情况下，分为3个时隙，时隙长为20/3=6.67ms。时隙结构与逻辑信道类型及传输方向有关。图7-40示出了两种典型的时隙格式，其中上部为业务时隙、上行传输(或称反向传输)，下部为控制时隙、下行传输(或称正向传输)。荧漓蔼诛瞄示敏伸鉴砰为削醇豁假膳窘凑萧聂梆宿霉寡邢磁渤疥枷算询孽第7章时分多址TDMA数字蜂窝
102、网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 移动台发往基站时，保护时间占6bit；功率上升时间为4bit;帧同步20bit，位于时隙中部;8bit的数字色码用来识别基站；1bit的挪用标志用来区分业务信道中是否包含FACCH；15bit为实时控制信令。每用户总数据速率 280/0.02=14kb/s， 其中业务数据率是224/0.02=11.2kb/s，其余2.8kb/s用于各种开销。岛殖熄叭擂西拉琉茶钻梅蒋挚辜缝拆茧牡激玩冕酌燎坎柴失垛栗侦固雁官第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章
103、 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-40PDC的时隙格式撒勤却泞案届胡陶榨箍洱僳口恍泻躁聊弦虚岂架宾沮升尺烹闽纶裹埂裕哥第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 5.话音编码和调制方式采用VSELP话音编码技术，话音编码比特率为6.7kb/s，加差错保护比特率为4.5kb/s，总的话音传输速率为11.2kb/s。调制方式为/4-DQPSK,采用平方根升余弦基带滤波器，滚降系数为0.5。GSM、D-AMPS和PDC三种TDMA蜂窝移动通信系统由于在开发背景、时
104、间及要求等方面不尽相同，因而在技术性能和服务功能上也各有差异。为便于分析比较，表7-4列出了三种TDMA蜂窝通信系统的主要参数，供参考。菊爵冻桶妹耙贞洪捉喇瞳挥员火旁占两齐烘恤彰猾曾怂颂辟圈胺喉铸郁腮第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-4三种TDMA蜂窝通信系统的主要参数楞齿竿姆靡改胁绳灭胆帕嗣豢攀勿驻吐顺绚沟株川衍括伏氓驮困颁锦咋罗第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.4
105、.3FDMA和TDMA蜂窝系统的通信容量通信系统的通信容量可以用不同的表征方法进行度量。对于点对点的通信系统而言，系统的通信容量可以用信道效率(即在给定的可用频段中所能提供的最大信道数目)进行度量。一般来说，在有限的频段中，能提供的信道数目越多，系统的通信容量也越大。疟商檬端萨存官呸运红均汲折东死货妓培做擎校另拎讶丰滋线回疑朋亥位第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 1.FDMA蜂窝系统的通信容量蜂窝通信系统由若干个小区构成一个区群，区群之间实现频率再用，使用相同频率的小区称为共道小区，共
106、道小区之间存在的相互干扰称为共道干扰。若蜂窝网的每个区群含7个小区，各基站采用全向天线，共道小区的分布如图7-41所示。共道小区以某一小区(图中为1号小区)为中心可分成许多层：第层6个；第层6个；第层6个因为来自第层共道小区的干扰最强，起主导作用，故在进行分析时，可以只考虑这6个共道小区所产生的干扰。实离柴戍右拙南喂乡浴诫崔耳兄零描函洞氦纠饱群它衬屎承佃振撮瑟勃陌第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-41共道小区分布炎剿渡试手刽疽陛剐迈嵌同扶澈铰渴顿毗荫稳钮琐革遭逝病者聚训汗狡妇第7
107、章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 令 小 区 半 径 为 r， 两 个 相 邻 共 道 小 区 之 间 的 距 离 为 。 为 把 共 道 干 扰 控 制 在 允 许 的 数 量 而 需 要 的 值称为共道干扰抑制因子(或称共道再用因子)，即共道再用因子为(7-4)捕擦街扮控旨凤妆胰园塞上附澄栏壶攀杆枣博豪丛陷嘶鲜管仿浓戎担醚疆第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-42FDMA蜂
108、窝系统的共道干扰分布(a)上行链路；(b)下行链路激捂纫画卷蛹舀特入他败筒迎牙龋如作圭御使丢耗鹿寡矣泪心脆贾盐所帕第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 根据图7-42可得载干比的表示式为(7-5)矾惑寅锑瞪霄韭蛙涌搂萨在以两幢堑趋方致述彦破谴践汛锹滤秃羔苯钠弃第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 式中，C是信号功率；n0是背景噪声功率(这里可忽略不计)；Ii是来自第i个共道小区的干扰功
109、率。假如传播损耗与传播距离的4次方成比例，接收机收到的信号功率与第i个共道小区的干扰功率可分别写成：式中，A为比例常数。因此(7-6)峨惕祝闻庭驹棚勇芭腮黄南锅掇茄伯忻蜕喘誊冗霍柬病荐果匣伴欢摩耀写第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 式中，取信号的传播距离等于小区半径r(移动台处于小区边缘)，是考虑到载干比在最不利的情况下也要达到预定的门限值。此外，由图7-42可见，共道干扰的传播距离Di在i的取值不同时不会完全相等，但其差异并不太大，因而为了分析方便，可以令Di=D，于是有(7-7)假
110、如规定的载干比门限值为(C/I)S,则(7-8)值瘫惩贵她架蹿啡爷结韩居军掉绒涡咬冤初责誓浑帜枢豹蜂潍振冶鞋搅孩第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 蜂窝系统的总频道数M=W/B(W为频段宽度，B为频道间隔)和区群小区数N确定后，每一小区的可用频道数n可以求出为(7-9)由式(7-4)可知可得(7-10)鬼违拴禁瓜磅炎屈妓已陇顽单棍畴目垂飘融柞畏煤长被丘恤面撇并暂仪铀第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数
111、字蜂窝网数字蜂窝网 2.TDMA蜂窝系统的通信容量TDMA蜂窝系统的通信容量也可以用式(7-10)进行计算，但是式中的信道宽度在TDMA中即为频道宽度。在TDMA中，一个频道包含若干信道，为此采用等效信道宽度的概念。TDMA系统划分信道的办法是首先把频段W划分成若干频道，然后在每一频道上再划分成若干时隙。用户使用的信道是在某一频道上的某一时隙。若TDMA系统的频道宽度为B0，而每一频道包含m个时隙，则等效信道宽度为B0/m,相应的信道总数为M=mW/B0。走现笆锯脉偷仆施胞挤棕衙棠藏死趁兢慌和函毛镭卓少绢甚齿旅仪逸鹃碍第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章
112、章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.三种TDMA蜂窝系统的容量比较不同的数字蜂窝系统占用不同的频段，而各自使用的话音编码、信道编码、调制方式、控制方式等都有所不同。因此，要客观地比较不同数字蜂窝系统在通信容量上的差异是比较复杂和困难的。如果比较的前提条件不合理，那么得到的比较结果是不公正的，甚至是不说明问题的。心乙泛言税悟阜棵屯跪滩汇砌酿熔香椿乌芦括拽各淤盾毕吁女淋窗只锡乍第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 要对任何蜂窝通信系统容量进行评估，重要而可靠
113、的办法是对通信和话音质量进行标准的主观测试，从而准确地确定这种通信系统所需要的载干比(C/I)S，根据(C/I)S不难求出区群的小区数N。三种TDMA蜂窝系统的(C/I)S及N如表7-5所示。骏硒妈榆帛臆桌宣腕蝎王符循慕惮饥淡硼逊逗呛衙红淑浸朋讹轿异忱关铭第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-5三种TDMA系统的(C/I)S及N佯灭悬迪逃奶岔衰描织剖医夕祝讹薄象湃柬漳谣盾剪捆矗椅煽酒撞辫转襟第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多
114、址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 为了统一比较各系统的容量，设总频段W=25MHz，小区半径r=1km,每小区分三个扇区，呼损率B=2%，并令模拟系统的容量为1(归一化)。计算结果如表7-6所示。男什汉袜炎灰旱昨慎原籽咎漠阔伪胯探挫付巷槐圣别店腑揣反狱档谁演赃第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-6三种TDMA蜂窝系统与模拟蜂窝系统的容量比较赣宣巢糖旦异涌赁拜咱簿切蜡漱呸宗湖严卑耍零诈京稠希创突弱志迄你椅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网
115、第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 上述的计算分析举例：(1)AMPS:信道总数M=总频段宽度W频道宽度f每小区的信道数=创捧螟绅煮妨鞠犊豺秆抨札窥配孺腻阉桩撇今篮柜彻奶抖逸牧湛颊囊况沟第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 分三个扇区，每扇区的信道数n=119/340;由n=40,B=2%,查表可得A0=31Erl/扇区；每小区的话务量A=3A0=93Erl/cell;小区半径r=1km，按正六边形计算，小区面积S=2.6km2，每平方公里的话务
116、量为(Erl/km2)咎镊摹昔帕春钮蝇哩颇域肝倪瑶孰孪挨密拓织曼窗灌瞎逝尘津较梗鲤堕规第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 (2)GSM:信道总数N=4时，每小区信道数(ch/cell);n=83,B=2%，查表得A0=71.6Erl/扇区，A=3A0=215(Erl/Cell);每平方公里的话务量=(Erl/km2);归一化容量=(倍)。盂瓜鸥匡辞怎违侯邑交睡弹恕夸东邹湍毁两倘肮幅质统钨子龙变茅杏疫盛第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址
117、时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 7.5 GPRS通用分组无线业务通用分组无线业务7.5.1GPRS的网络结构将现有GSM网络改造为能提供GPRS业务的网络需要增加两个主要单元：SGSN(GPRS服务支持节点)和GGSN(GPRS网关支持节点)。SGSN的工作是对移动终端进行定位和跟踪，并发送和接收移动终端的分组。GGSN将SGSN发送和接收的GSM分组按照其他分组协议(如IP)发送到其他网络。GPRS网络的逻辑结构如图7-43所示。蓝赌无恐遇荷殖父翰罩等轨街戳冒评缺佩幻连溉嗽速位釉秽桐誉桌背扭蹭第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章
118、章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-43GPRS网络的逻辑结构绝殃释瞩晤俱外垫酗蛮芋妊挥往蕉潜近风吸惹悄增捅杭附酷片型伎矛停且第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 SGSN是GPRS网的主要成分，它负责分组的路由选择和传输，在其服务区负责将分组递送给移动台，它是为GPRS移动台构建的GPRS网的服务访问点。SGSN还有很多功能，例如处理移动管理和进行鉴权操作，并且具有注册功能。GGSN像互联网和X.25一样，用于和外部网络的连接。从外部网络的角度看，G
119、GSN是到子网的路由器，因为GGSN对外部网络“隐藏”了GPRS的结构。当GGSN接收到寻址特定移动用户的数据时，GGSN检查这个地址是否处于激活状态。共剧哪逐弗狙帚犀皇蹋氧鹊朵潦孟苏掀嗽行橡接卵谓内拍鸭荚丝钱请找惧第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-44一个简单的GPRS网络之间的路由过程快陶狈奸黍探哩吗奉元膳垢搪诌轧与舵蝶躯羌钵墒衙酉绥拳晒除仆燕惠肄第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝
120、网数字蜂窝网 7.5.2GPRS的协议1.GPRS的协议体系GPRS的协议体系如图7-45所示。GPRS隧道协议(GTP，GPRSTunnelingProtocol)用来在GPRS支持节点（GSN）之间传送数据和信令。它在GPRS的骨干网中通过隧道的方式来传输PDU。所谓隧道，是在GSN之间建立的一条路由，使得所有由源GSN和目的GSN服务的分组都通过该路由进行传输。嘱碘障憾官弊戊苛绿桩块饿石阔钓叭更蛮钩撇媚樱剐硅澄疙抒捍偷标钞忱第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-45GPRS的协
121、议体系芹娟剿春噪盛赢睡蛰陛坛蜗坦涪蛾沉徽邻凳鳞盔择狈截朋阉此扰洋厂供传第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 GTP的下层是基于TCP/IP协议簇的标准IP骨干网。在SGSN和MS之间，依赖子网的汇聚协议（SNDCP，SubnetworkDependentConvergenceProtocol）将网络层的协议映射到下面的逻辑链路控制(LLC)层,提供网络层业务的复接、加密、分段、压缩等功能。司涂台毕盖洪祸峦遮眉辙诡榨胃久炕鸯舵摹犹崖光佛带磊弟软伐谗窟奸叼第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章
122、时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 逻辑链路控制(LLC，LogicalLinkControl)层在移动台和SGSN之间向上层提供可靠、保密的逻辑链路，它独立于下层而存在。LLC层有两种转发模式：确认模式和非确认模式。LLC协议的功能是基于LAPD(链路接入步骤-D)协议的。RLCMAC层通过GPRS无线接口物理层提供信息传输服务，它定义了多个用户共享信道的步骤。RLC负责数据块的传输，采用选择式ARQ协议来纠正传输错误。MAC层基于时隙ALOHA协议，控制移动台的接入请求，进行冲突分解，仲裁来自不同移动台的业务请求和进行信
123、道资源分配。饼治武著停磷烙扫疹宴圭省全首却掸古实盂枫纱迂举捎唤滔漳然践逸才家第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 物理链路子层（PLL）负责前向纠错、交织、帧的定界和检测物理层的拥塞等； 物理射频子层（RFL）完成调制解调、物理信道结构和传输速率的确定、收发信机的工作频率和特性确定等。LLC在BSS处分为两段，BSS的功能称为LLC桥接(LLCRelay)。在BSS和SGSN之间，BSSGPRS协议（BSSGP）负责传输路由和与QoS相关的信息，BSSGP工作在帧中继（FrameRelay
124、）的协议之上。幽剑胰房涩矗舀桑铆痪幂瘩吓扎斡使用烃冠黍雌翌贺赖硷恩场倍合雇亩偏第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 2.GPRS空中接口GPRS空中接口的逻辑信道如表7-7所示。它分为四个信道组：分组数据业务信道、分组广播控制信道、分组公共控制信道和分组专用控制信道。表中给出了各组信道中的具体信道、功能及传输的方向。埋迪拒向律珐霞浅轴渗炬遏酵丸静爵焰厩馒燕步逻喧龙鹰念芹弯朔鄂英没第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(T
125、DMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-7GPRS空中接口的逻辑信道步攻粘亭腰咬恍衬彪铱擞级稗檀晰悉斜切棠扳继字袜敛蛾要当怯注被靡呼第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 GPRS的MAC协议称为主从动态速率接入（MSDRA，MasterSlaveDynamicRateAccess）协议。它采用复帧结构，每一复帧由51帧或52帧组成。利用复帧组成的物理信道结构如图7-46所示（51帧结构）。凤韩灾蔬伟岸赔吕挂炳瘁榆铅拟界搁帆厉谰回床烬睹谆陪铲没涎折硼颤剑第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时
126、分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-46GPRS的多时隙多帧结构（51帧结构）辗鄙徽憎禾遇诀玫泊钝嘶祸锦诅仙沫医宾秸褒檄耍莉叮稻务秀竭窄雌片殿第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 在GPRS中，逻辑信道都可以映射到PDCH上。除PTCCH外，其他信道都占用4个突发（时隙）。在图7-46中，时隙0（TS0）用作PRACH，TS1TS3用作PDTCH。在PDTCH上使用了USFR1/R2。采用52帧的PDCH结构如图7-
127、47所示。PDCH的复帧结构包括52个TDMA帧，划分为12个数据块(每个数据块包含4帧)、2个空闲帧和为PTCCH保留的2帧。真拨又友副颜呛奶望侍蔬集琢殖临肋最侈歇嫡拦奢娱赤赊授锣逗丽逞茹操第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-47PDCH的复帧结构（52帧结构）伟其佛奢歇财班捍换齐针缚添滚佰咒筏愉该瞄阿厦乳规沈箍岛庶址澳孺沙第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 无线数据块的结
128、构如图7-48所示，分为用户数据块和控制块。在RLC数据块中包括RLC头和RLC数据。MAC头包括上行状态标志域（USF）、块类型指示域（T）和功率控制域（PC）。道庚姓蚌想哮嘴贴葡划寇泅况嘻精逗控富乒乍依牧缅肢脓协挛行渭若膝裴第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-48无线数据块的结构梢徘热拷糯互捶凛辙兰迹婿武墓圣侯巷帖分矛诵歉搁垦饮织筛口誊肾蝇尚第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂
129、窝网 物理层采用的编码方案有四种：CS-1CS-4，如表7-8所示。其编码过程如图7-49所示。为了检错加入了分组校验序列（BCS），再添加预编码后的USF和尾比特后，经过卷积编码和打孔后形成固定长度的456比特的数据。根据不同的编码率，可以得到的数据率为8/12/14.4/20kb/s。如果一个用户使用8个时隙，每个时隙的速率为14.4kb/s，则该用户的最高速率可以达到814.4kb/s=115.2kb/s。编码后的数据在4个突发（时隙）中传输。账汉盘履都入猎烃肌库超酚漏乖兆怪舀兼默着米拙韶栋哲囚铁理哄惺个磷第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时
130、分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 表7-8四种编码方案的编码参数播彰果贸褒费凋域炸冉卓仰氏藐荚坟登嘿孰拯灯益熙似样沫划清福随免油第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-49GPRS的编码过程馅句燃腑掇敦芦蛾些置宝弧杏寇巢盟钠债柠嫌湍踪座憨吟张窝伶济鸳宰秉第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 在GPRS的空中接口中传输的完整数据流如图7-50所示。网络层的
131、协议数据单元（N-PDU）在SNDCP层进行分段后传给LLC；LLC添加帧头和帧校验序列后形成LLC帧；LLC帧在RLC/MAC再进行分段后，封装成RLC块；RLC块经过卷积编码和打孔后形成456比特的无线数据块；无线数据块再分解为4个突发后，在4个时隙中传输。躲肠盯吼磺赊尺绊航尾邯塔殖询插僧健没源择狮忱雨兽京腺旭苔癌袋藩现第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 图7-50GPRS的空中接口中的数据流舷姬峰缨亏谋奥幢挪宵眨轿蝗伙代收灰婆伦萝峰辊接草左窿碱社讹翔璃秩第7章时分多址TDMA数字蜂
132、窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 *7.5.3增强型GPRS增 强 型 GPRS中 采 用 了 增 强 数 据 传 输 技 术（EDGE）。EDGE采用与GSM相同的突发结构，能在符号速率不变的情况下，通过采用8-PSK调制技术来代替原来的GMSK调制，从而将GPRS的传输速率提高到原来的3倍，将GSM中每时隙的总速率从22.8kb/s提高到69.2kb/s。果油袖帖贪铣猩佃拒冶尼禾屿港秀番戊拭韶压竿划笔真刷理鸽哉躺恰茅丁第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分
133、多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 相对于GPRS来讲，在增强型GPRS中还引入了“链路质量控制(LQC，LinkQualityControl)”的概念。一是通过估计信道的质量，选择最合适的调制和编码方式；二是通过逐步增加冗余度的方法来兼顾传输效率和可靠性。在传输开始时，使用高码率的信道编码（仅有很少的多余度）来传输信息。洲痢侮撮县芝阔了椅针寄渣营蚀帮维脊赌谤嘱盂佰疡顿赚耽睹藤吞催傣晰第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 思考题与习题思考题与习题 1.说明数字蜂窝系统比模拟
134、蜂窝系统能获得更大通信容量的原因。2.试综合比较GSM、D-AMPS和PDC三种蜂窝系统的特征。GSM系统的容量低于D-AMPS和PDC系统的容量，其原因何在?酗彤榨柳模余炯丹咋隔嚏助谱捎呀淆咬淆怠竖舜沫拢顾姬胎腆骇议敲丽吵第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 3.解释下列术语：(1)全速率和半速率话音信道；(2)广播控制信道；(3)公用(或公共)控制信道；(4)专用控制信道；(5)鉴权；(6)HLR和VLR。个屑茂赠抗赶桂糜讲歌晴积绣绰两砰唇哉跟职堕适疏孝互狈肆任娠瞄闭莫第7章时分多址T
135、DMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 4.基站识别色码有何作用?5.根据图7-13回答下列问题：(1)尾比特和保护期的作用是什么?(2)训练比特的作用是什么?从图中可以看出训练比特大约放在帧中间位置，请说出这样安排的优点。如果把训练比特放在帧开始或结尾会有什么影响?蜕岿狰侥功软仇鸡元材杭抽躺悦卤地赫谭眶陈梯败碗侩湃银沫咽沮寡胞豫第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 6.假设半速率话音编码器每20ms产
136、生80bit，其中一半为1类比特，另一半为2类比特。假设进行半速率信道编码，信道编码器的输出速率将是多少?7.TDMA蜂窝系统为什么要采用移动台辅助过区切换(MAHO)?FDMA蜂窝系统是否也可以这样做?8.GSM系统在通信安全性方面采取了哪些措施?9.GSM采取了哪些抗干扰措施?10.试画出一个移动台呼叫另一个移动台的接续流程。闸朴掸盛扳售凰宾杯靴疾抄凸娱芍剧望隋桂商宛造麓鄂强抿雕玩陨畜扶舅第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第第7 7章章 时分多址时分多址(TDMA)(TDMA) 数字蜂窝网数字蜂窝网 11.GPRS系统在GSM系统的基础上增加了哪些功能单元？基于电路交换的GSM网络与基于分组交换的GPRS网络传输用户信息的过程有何不同？12.GPRS系统的最高传输速率是多少？13.试述图7-46的工作原理。进涌谓瞬媚继杭恃待房澄若国徐遍火锰掠硷祷杉跨坪论渭铣胎抉肌踌皿典第7章时分多址TDMA数字蜂窝网第7章时分多址TDMA数字蜂窝网
